Què és la fissió nuclear

simulacio de fision nuclear

Segurament coneixeràs que una de les formes de produir l'energia i l'electricitat es realitza mitjançant l'ús d'energia nuclear. Però potser no sàpigues com funciona realment. Hi ha dos processos de formació d'energia nuclear: la fissió nuclear i la fusió nuclear.

Vols saber què és la fissió nuclear i tot el relacionat amb això?

fissió nuclear

fissió nuclear d'l'urani 235

La fissió nuclear és una reacció química en la qual el nucli més pesat és bombardejat amb neutrons. A l'ocórrer això, es converteix en un nucli més inestable i es va descomponent en dos nuclis, els mides s'assemblen en el mateix ordre de magnitud. En aquest procés es desprèn gran quantitat d'energia i s'emeten diversos neutrons.

Quan els neutrons són emesos per la divisió de l'nucli, són capaços de provocar altres fissions a l'interaccionar amb altres nuclis propers. Un cop els neutrons provoquin altres fissions, el neutrons que es desprendran d'aquests generaran encara més fissions. Així successivament a mesura que es va generant gran quantitat d'energia. Aquest procés ocorre en una petita fracció de segon i se li coneix com a reacció en cadena. Els nuclis que han fisionat alliberen un milió de vegades més energia que la que s'obté a l'cremar un bloc de carbó o explotar un bloc de dinamita de la mateixa massa. Per això, l'energia nuclear és una font d'energia molt potent i emprada per a grans requeriments energètics.

Aquest despreniment d'energia passa en un lapse de temps més ràpid del que passa en una reacció química.

Quan ocorren les fissions pels neutrons i només s'aconsegueix que s'alliberi un neutró que provoqui una fissió posterior, el nombre de fissions que es va tenint per segon és constant i les reaccions poden controlar bé. Aquest és el principi pel qual funcionen els reactors nuclears.

Diferència entre fusió i fissió

fusió nuclear

Tant una com l'altra són reaccions nuclears que alliberen l'energia continguda en el nucli d'un àtom. Però hi ha grans diferències entre ambdues. La fissió nuclear, com s'ha comentat, és la separació de el nucli més pesat en altres més petits, a través del xoc amb els neutrons. En el cas de la fusió nuclear, és tot el contrari. és la combinació de nuclis més lleugers per crear un més gran i pesat.

Per exemple, en la fissió nuclear, l'urani 235 (És l'únic isòtop que pot patir una fissió nuclear i que es troba en la naturalesa) es combina amb un neutró per formar un àtom més estable que es divideix ràpidament in bari 144 i criptó 89, Més tres neutrons. Aquesta és una de les possibles reaccions que es donen quan l'urani es combina amb el neutró.

Amb aquest funcionament actuen els reactors nuclears que es troben en l'actualitat i que s'empren per a la generació d'energia elèctrica.

Perquè la fusió nuclear es pugui donar cal que els dos nuclis més lleugers s'uneixin per formar un més pesat. En aquest procés s'allibera gran quantitat d'energia. Per exemple, en el Sol s'està donant contínuament processos de fusió nuclear en el qual àtoms amb una massa inferior es van unint per formar altres més pesats. Els dos nuclis més lleugers han d'estar carregats positivament i acostar l'un a l'altre vencent les forces electrostàtiques que existeixen de repulsió. Per això és necessari gran quantitat de temperatura i pressió. En el nostre planeta, atès que no hi ha la pressió que hi ha al Sol, l'energia necessària que es necessita perquè els nuclis reaccionin i puguin vèncer aquestes forces de repulsió s'aconsegueixen mitjançant un accelerador de partícules.

Una de les reaccions de fusió nuclear més típiques és la que consisteix en la combinació de dos isòtops de l'hidrogen, deuteri i triti, per formar un àtom d'heli més un neutró. Quan això passa, al Sol hi altes pressions gravitatòries a les que els àtoms d'hidrogen són sotmesos i necessiten temperatures de 15 milions de graus centígrads per fusionar-se. cada segon es fusionen 600 milions de tones d'hidrogen per formar heli.

En l'actualitat no hi ha reactors que treballin amb la fusió nuclear, Ja que és molt complex recrear aquestes condicions. El màxim que s'està veient és un reactor experimental de fusió nuclear anomenat ITER que s'està construint a França i que intenta determinar si aquest procés de producció d'energia és viable tant tecnològicament com econòmicament, realitzant la fusió nuclear a través del confinament magnètic.

massa crítica

esquema de la fusió nuclear

La massa crítica és la mínima quantitat de material fissionable que es necessita perquè es pugui mantenir una reacció nuclear en cadena i es pugui generar energia d'una forma constant.

Encara que en cada fissió nuclear es van produint entre dos i tres neutrons, no tots els neutrons que es desprenen són capaços de poder continuar amb una altra reacció de fissió, sinó que alguns d'ells es perden. Si aquests neutrons alliberats per cada reacció es perden a un ritme més gran de què són capaços de formar-se per fissió, la reacció en cadena no serà sostenible i s'aturarà.

Per tant, aquesta massa crítica dependrà de diversos factors com poden ser les propietats físiques, nuclears, la geometria i la puresa de cada àtom.

Per tenir un reactor en el qual s'escapin els mínims neutrons, es necessita una geometria d'esfera, ja que té la superfície mínima possible perquè es redueixi la fugida dels neutrons. Si el material que utilitzem per fisionar el voregem amb un reflector de neutrons, es perden molts més neutrons i es redueix la massa crítica que es necessita. D'aquesta manera s'estalvien matèries primeres.

Fissió nuclear espontània

Quan això passa, no cal que s'hagi de absorbir un neutró de l'exterior, sinó que en determinats isòtops de l'urani i el plutoni, a l'tenir una estructura atòmica més inestable, són capaços de fisionar espontàniament.

Per això, en cada reacció de fissió nuclear es troba la probabilitat per segon que un àtom sigui capaç de fisionar de forma espontània, és a dir, sense que ningú hi intervingui. Per exemple, el plutoni 239 té més probabilitat de fissió espontàniament que l'urani 235.

Amb aquesta informació espero que sàpigues una mica més sobre com es crea l'energia nuclear per a la generació d'electricitat a les ciutats.


El contingut d'l'article s'adhereix als nostres principis de ètica editorial. Per notificar un error punxa aquí.

Sigues el primer a comentar

Deixa el teu comentari

La seva adreça de correu electrònic no es publicarà.

*

*

  1. Responsable de les dades: Miguel Ángel Gatón
  2. Finalitat de les dades: Controlar l'SPAM, gestió de comentaris.
  3. Legitimació: El teu consentiment
  4. Comunicació de les dades: No es comunicaran les dades a tercers excepte per obligació legal.
  5. Emmagatzematge de les dades: Base de dades allotjada en Occentus Networks (UE)
  6. Drets: En qualsevol moment pots limitar, recuperar i esborrar la teva informació.